Người đứng đầu SOHR, ông Rami Abdel Rahman cho hay IS đã tiến vào trung tâm thành phố nằm trong sa mạc này sau 8 tháng bị đánh bật khỏi đây.
"Sau một đợt tiến công bất ngờ, IS giờ đã kiểm soát phần lớn thành phố Palmyra, ngoại trừ khu vực phía Nam," ông Rahman nói.
"Sân bay nằm ở bên ngoài thành phố, ở phía Đông, giờ cũng bị các tay súng thánh chiến bao vây."
Theo ông Rahman, Quân đội Syria với sự yểm trợ của Không quân Nga cũng đã tham chiến, nhưng không đủ để giành lợi thế, đồng thời cho biết máy bay chiến đấu của Nga bắt đầu tăng cường không kích vào buổi tối.
Báo cáo của SOHR cho biết khoảng 100 tay súng thuộc lực lượng trung thành với chính phủ đã bị IS sát hại kể từ khi chiến sự bùng phát vào ngày 9/12.
Hồi tháng Năm năm ngoái, IS đã chiếm được nhiều thành phố ở tỉnh Homs, bao gồm cả Palmyra, nơi được UNESCO công nhận là Di sản thế giới.
IS đã phá hủy nhiều công trình kiến trúc cổ ở Palymya, trước khi bị quân Syria và Nga đánh bật hồi tháng Ba vừa qua.